3D 프린터에서 재료 및 제품을 출력하는 방식에 따라 다양한 종류가 있습니다.
그중 3d펜에서도 사용되는 필라멘트라는 소재로 프린터 하는 FDM과 인터넷에 출력 대행하는 업체들이 이용하는 한 종류인 SLA에 대해 소개하고자 합니다.
FDM(고체기반 3D 프린터)
일반적으로 가장 널리 알려진 종류이고 우리가 대화속에 얘기하는 대부분의 3D 프린터는 필라멘트를 이용하는 FDM (Fused deposition modeling) 입니다. 또는 FFF(fused filament fabrication ) 라고도 하는 이 인쇄 유형은 열선 내장 노즐을 통해 ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene), PLA(Polylactic Acid)와 같은 열가소성 플라스틱 필라멘트를 압출하여 재료를 녹이고 노즐을 통해 층별(레이어)로 플랫폼 위에 출력하여 한층 한층 쌓아 적층 하는 방식으로 인쇄됩니다.
일반적으로 가공될 수 있는 부품과 같은 단순한 부품의 신속하고 저렴한 시제품 제작에 적합한 프린트입니다.
SLA(액체 기반 3D 프린터)
SLA 3D 프린터는 액체 수지를 레이저를 이용해 경화(단단하게 굳히는) 하여 인쇄하는 방식입니다.
상대적으로 정교하고 부드러운 표면 마감으로 생산이 가능하며, 금형, 패턴, 기능 부품과 같이 표면이 매끄러우며 정밀도가 필요한 상세한 시제품이 가능하여 엔지니어링 및 제품 디자인부터 제조, 치과, 보석, 모델 제작, 교육까지 다양한 산업에서 널리 사용되고 있습니다.
FDM vs SLA
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인쇄 품질과 정밀도
레이어가 적층 되는 공정과정에서 층이 형성되는 과정은 각 층의 표면 품질, 정밀도, 정확도에 영향을 미치며, 결과적으로 전체 인쇄 품질에 영향을 미칩니다.
| FDM | SLA | |
| 출력방식 | FDM 3D 프린터는 녹은 재료의 라인을 축적하여 레이어를 형성 (열 사용) |
SLA 3D 프린팅에서는 액화 레진을 고정밀 레이저로 경화시켜 각 레이어를 형성 (빛 사용) |
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층간 기계적 접합이 이루어지는 방식 |
층간 광중합체를 교차 연결하여 화학 결합을 생성하여 물과 밀폐가 되어 밀도가 높은 방식 | |
| 정밀도 | 늑은 필라멘트를 노즐을 통해 압출되기에 노즐이 노즐을 침전시킬 때 둥근 라인 사이에 공백이 있고 노즐크기에 따라 출력물의 정밀함이 상이 | 훨씬 더 세밀한 디테일을 달성할 수 있고 고품질 결과를 반복적으로 달성할 수 있는 신뢰도가 높음 |
| 장.단점 |
레이어는 서로 완전히 밀착되지 않을 수 있고, 열을 이용하기에 결과물이 열팽창 및 수축되기도 함 레이어는 일반적으로 표면에서 뚜렷하게 볼 수 있으며,
프로세스는 다른 기술이 제공할 수 있는 복잡한 디테일을 재현할 수 있는 능력이 결여 |
빛을 사용하기에 열팽창이나 수축은 없으며, 미세한 특징과 매끄러운 표면 마감이 가능하고, 궁극적인 부품 정밀도, 정확도가 상대적으로 높다. SLA 3D 프린팅은 재료 특성이 중요한 엔지니어링 및 제조 애플리케이션에 특히 이상적 |
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재료
| FDM | SLA | |
| 재료 |
ABS, PLA 및 다양한 혼합물과 같은 다양한 표준 열가소성 플라스틱 필라멘트. 다양한 컬러 옵션도 있고 또한 나무나 금속 표현이 가능한 필라멘트도 등장 |
액화(광경화) 레진이 재료이며 용도에 따라 Engineering, Dental, Jewlry, Ceramic이 있고, 광 개시제의 반응에 따라 UV와 가시광선 레진으로 구분하기도 함 |
| 활용 | 전문 FDM 프린터에 한정되기는 하지만 나일론, PETG, PA 또는 TPU와 같은 엔지니어링 재료와 PEEK 또는 PEI와 같은 고성능 열가소성 플라스틱도 사용 가능 | 다양한 수지 제형은 엔지니어링 및 산업용 열가소성 수지에 걸맞게 광학, 기계 등 정밀 분야에서 활용 |
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가격
FDM 3D 프린터의 가장 장점이 낮은 가격입니다. 입문(저가) 형 3D 프린터는 취미로 하는 개인에게 낮은 가격은 구매할 수 있는 장점으로 다가오며 중소기업들에게 그들이 3D 프린터에 투자할 가치를 시험해 보기 좋을 것입니다. 그러나 이러한 저가형 FDM 프린터는 신뢰성이 떨어질 수 있으며 장기적으로는 전문가의 손길이 필요해지는 경우가 많을 것입니다.
| FDM | SLA | |
| 3D프린터 |
저가형은 20만원대부터(중국산) 구입은 가능, 사용이 간편하고 비즈니스에 맞게 더욱 맞춤화되며 가격은 2백만원에서 9백만원에 이른다. 이러한 3D 프린터는 일반적으로 더 나은 신뢰성, 더 높은 인쇄 품질, 더 큰 제작 볼륨을 제공 |
SLA 3D 프린터는 다양한 가격대가 있으나 약 3천만원정도부터 시작. (산업용)
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| 재료 | ABS, PLA등일반적인 FDM 재료는 일반적으로 약 $50/kg에서 시작되며, 엔지니어링 애플리케이션을 위한 전문 FDM 필라멘트는 $100-$150/kg이 될 수 있다. 수용성 서포트 재료는 $100-$200/kg에 판매. | SLA 3D 프린터의 대부분의 표준 및 엔지니어링 레진은 $149-$200/L |
| 인건비 | 인쇄할 서포트가 필요 없는 단순한 설계의 경우 FDM은 후처리 작업이 거의 필요하지 않지만 고품질 마감이 필요한 지원되는 FDM 인쇄물 및 부품에는 수동으로 진행해야할 후 처리가 시간이 길어짐. | SLA 부품은 세척이 필요하며 재료에 따라 후처리도 필요하지만, 이 두 공정 모두 작업 시간을 최소화하기 위해 부속품으로 자동화할 수 있음. |
*상대적으로 SLA가 높은 가격대는 맞으나 해외사이트들을 보면 저렴한 버전도 있습니다. 다만 3D프린터운용기능사시험준비하신다면 기본 특징만 아셔도 되지 않을 까 생각합니다. ( 인터넷검색하면 SLA도 50만원대(중국산)가 있습니다. )
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프린팅속도
| FDM | SLA | |
| 인쇄속도 |
FDM 기계는 두꺼운 층으로 인쇄할 수 있으며 일반적으로 3D 프린트가 빠른 낮은 주입구를 사용한다. FDM은 또한 간단한 부품에 대한 후처리 단계가 적다. 프로젝트에 따라 인화 작업이 끝나면 바로 사용할 수 있음 드래프트 레진 같은 더 빠른 SLA 인쇄 재료의 도입으로 FDM프린터의 속도에 대한 이점은 줄어들고 있음 |
SLA 프린터의 전체 빌드 볼륨을 차지하는 모델은 표준 재료로 인쇄하는 데 최대 20시간이 소요될 수 있으며 하룻밤 사이에 인쇄해야 할 수도 있다. 드래프트 레진이 포함된 300미크론 레이어에서 동일한 부품을 인쇄하는 데 6시간 미만이 소요됨 |
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기타사항
| 장점 |
빠름 저렴한 소비자 기계 및 소재의 가치 |
높은 정확도 매끄러운 표면 마감 다양한 기능 애플리케이션 |
| 단점 |
정확도 및 정밀도가 낮음 설계 호환성이 제한됨 |
UV 광선에 장시간 노출될 경우 민감함 |
| 인쇄사이즈 |
200 x 200 x 300 mm 까지 (desktop 3D printers) |
300 x 335 x 200 mm까지 (desktop and benchtop 3D printers) |
| 교육 |
빌드 설정, 기계 작동 및 마감에 대한 교육, 유지보수에 대한 적절한 교육. |
빌드 설정, 유지보수, 기계 작동 및 마감에 대한 교육 |
내용출처 : https://formlabs.com/blog/fdm-vs-sla-compare-types-of-3d-printers/
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